PCIe 的物理層(Physical Layer)和數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer)根據(jù)高速串行通信的 特點(diǎn)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),上層的事務(wù)層(Transaction)和總線拓?fù)涠寂c早期的PCI類似,典型 的設(shè)備有根設(shè)備(Root Complex) 、終端設(shè)備(Endpoint), 以及可選的交換設(shè)備(Switch) 。早 期的PCle總線是CPU通過(guò)北橋芯片或者南橋芯片擴(kuò)展出來(lái)的,根設(shè)備在北橋芯片內(nèi)部, 目前普遍和橋片一起集成在CPU內(nèi)部,成為CPU重要的外部擴(kuò)展總線。PCIe 總線協(xié)議層的結(jié)構(gòu)以及相關(guān)規(guī)范涉及的主要內(nèi)容。PCI-E的信號(hào)測(cè)試中否一定要使用一致性測(cè)試碼型?電氣性能測(cè)試PCI-E測(cè)試商家
項(xiàng)目2.12SystemReceiverLinkEqualizationTest:驗(yàn)證主板在壓力信號(hào)下的接收機(jī)性能及誤碼率,可以和對(duì)端進(jìn)行鏈路協(xié)商并相應(yīng)調(diào)整對(duì)端的預(yù)加重,針對(duì)8Gbps和16Gbps速率。·項(xiàng)目2.13Add-inCardPLLBandwidth:驗(yàn)證插卡的PLL環(huán)路帶寬,針對(duì)時(shí)鐘和所有支持的數(shù)據(jù)速率。·項(xiàng)目2.14Add-inCardPCBImpedance(informative):驗(yàn)證插卡上走線的PCB阻抗,不是強(qiáng)制測(cè)試?!ろ?xiàng)目2.15SystemBoardPCBImpedance(informative):驗(yàn)證主板上走線的PCB阻抗,不是強(qiáng)制測(cè)試。接下來(lái),我們重點(diǎn)從發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的電氣性能測(cè)試方面,講解PCIe4.0的物理層測(cè)試方法。電氣性能測(cè)試PCI-E測(cè)試商家PCI-E3.0設(shè)計(jì)還可以使用和PCI-E2.0一樣的PCB板材和連接器嗎?
在之前的PCIe規(guī)范中,都是假定PCIe芯片需要外部提供一個(gè)參考時(shí)鐘(RefClk),在這 種芯片的測(cè)試中也是需要使用一個(gè)低抖動(dòng)的時(shí)鐘源給被測(cè)件提供參考時(shí)鐘,并且只需要對(duì) 數(shù)據(jù)線進(jìn)行測(cè)試。而在PCIe4.0的規(guī)范中,新增了允許芯片使用內(nèi)部提供的RefClk(被稱 為Embeded RefClk)模式,這種情況下被測(cè)芯片有自己內(nèi)部生成的參考時(shí)鐘,但參考時(shí)鐘的 質(zhì)量不一定非常好,測(cè)試時(shí)需要把參考時(shí)鐘也引出,采用類似于主板測(cè)試中的Dual-port測(cè) 試方法。如果被測(cè)芯片使用內(nèi)嵌參考時(shí)鐘且參考時(shí)鐘也無(wú)法引出,則意味著被測(cè)件工作在 SRIS(Separate Refclk Independent SSC)模式,需要另外的算法進(jìn)行特殊處理。
在測(cè)試通道數(shù)方面,傳統(tǒng)上PCIe的主板測(cè)試采用了雙口(Dual-Port)測(cè)試方法,即需要 把被測(cè)的一條通道和參考時(shí)鐘RefClk同時(shí)接入示波器測(cè)試。由于測(cè)試通道和RefClk都是 差分通道,所以在用電纜直接連接測(cè)試時(shí)需要用到4個(gè)示波器通道(雖然理論上也可以用2個(gè) 差分探頭實(shí)現(xiàn)連接,但是由于會(huì)引入額外的噪聲,所以直接電纜連接是常用的方法),這種 方法的優(yōu)點(diǎn)是可以比較方便地計(jì)算數(shù)據(jù)通道相對(duì)于RefClk的抖動(dòng)。但在PCIe5.0中,對(duì)于 主板的測(cè)試也采用了類似于插卡測(cè)試的單口(Single-Port)方法,即只把被測(cè)數(shù)據(jù)通道接入 示波器測(cè)試,這樣信號(hào)質(zhì)量測(cè)試中只需要占用2個(gè)示波器通道。圖4.23分別是PCIe5.0主 板和插卡信號(hào)質(zhì)量測(cè)試組網(wǎng)圖,芯片封裝和一部分PCB走線造成的損耗都是通過(guò)PCI-SIGPCIE 5.0,速率翻倍vs性能優(yōu)化;
SigTest軟件的算法由PCI-SIG提供,會(huì)對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)鐘恢復(fù)、均衡以及眼圖、抖 動(dòng)的分析。由于PCIe4.0的接收機(jī)支持多個(gè)不同幅度的CTLE均衡,而且DFE的電平也 可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整,所以SigTest軟件會(huì)遍歷所有的CTLE值并進(jìn)行DFE的優(yōu)化,并 根據(jù)眼高、眼寬的結(jié)果選擇比較好的值。14是SigTest生成的PCIe4.0的信號(hào)質(zhì)量測(cè)試 結(jié)果。SigTest需要用戶手動(dòng)設(shè)置示波器采樣、通道嵌入、捕獲數(shù)據(jù)及進(jìn)行后分析,測(cè)試效率 比較低,而且對(duì)于不熟練的測(cè)試人員還可能由于設(shè)置疏忽造成測(cè)試結(jié)果的不一致,測(cè)試項(xiàng)目 也主要限于信號(hào)質(zhì)量與Preset相關(guān)的項(xiàng)目。為了提高PCIe測(cè)試的效率和測(cè)試項(xiàng)目覆蓋 率,有些示波器廠商提供了相應(yīng)的自動(dòng)化測(cè)試軟件。PCI-e體系的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);HDMI測(cè)試PCI-E測(cè)試一致性測(cè)試
PCI-E測(cè)試信號(hào)質(zhì)量測(cè)試;電氣性能測(cè)試PCI-E測(cè)試商家
PCIe4.0的測(cè)試項(xiàng)目PCIe相關(guān)設(shè)備的測(cè)試項(xiàng)目主要參考PCI-SIG發(fā)布的ComplianceTestGuide(一致性測(cè)試指南)。在PCIe3.0的測(cè)試指南中,規(guī)定需要進(jìn)行的測(cè)試項(xiàng)目及其目的如下(參考資料:PCIe3.0ComplianceTestGuide):·ElectricalTesting(電氣特性測(cè)試):用于檢查主板以及插卡發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的電氣性能。·ConfigurationTesting(配置測(cè)試):用于檢查PCIe設(shè)備的配置空間?!inkProtocolTesting(鏈路協(xié)議測(cè)試):用于檢查設(shè)備的鏈路層協(xié)議行為。電氣性能測(cè)試PCI-E測(cè)試商家
關(guān)于各測(cè)試項(xiàng)目的具體描述如下:·項(xiàng)目2.1Add-inCardTransmitterSignalQuality:驗(yàn)證插卡發(fā)送信號(hào)質(zhì)量,針對(duì)2.5Gbps、5Gbps、8Gbps、16Gbps速率?!ろ?xiàng)目2.2Add-inCardTransmitterPulseWidthJitterTestat16GT/s:驗(yàn)證插卡發(fā)送信號(hào)中的脈沖寬度抖動(dòng),針對(duì)16Gbps速率。·項(xiàng)目2.3Add-inCardTransmitterPresetTest:驗(yàn)證插卡發(fā)送信號(hào)的Preset值是否正確,針對(duì)8Gbps和16Gbps速率?!ろ?xiàng)目2.4AddinCardTransmitterInitialTXEQTest:...